計(jì)算超聲學(xué)：聲場(chǎng)分析及應(yīng)用

前言
第1章 緒論
1.1 背景
1.2 方法
1.2.1 解析法
1.2.2 數(shù)值法
1.2.3 半解析法
1.3 發(fā)展前景
第2章 探頭的發(fā)射聲場(chǎng)
2.1 聲場(chǎng)基本方程
2.1.1 固體介質(zhì)的波動(dòng)方程
2.1.2 流體介質(zhì)的波動(dòng)方程
2.1.3 聲束在界面處的透射和反射
2.2 角譜法
2.2.1 角譜法計(jì)算液體中的聲場(chǎng)
2.2.2 角譜法計(jì)算液固界面透射聲場(chǎng)
2.2.3 應(yīng)用實(shí)例
2.3 瑞利積分法
2.3.1 瑞利積分一般公式
2.3.2 Pencil法
2.3.3 瑞利積分法計(jì)算界面透射聲場(chǎng)
2.3.4 應(yīng)用實(shí)例
2.4 多元高斯疊加法
2.4.1 近軸方程
2.4.2 單高斯聲束的傳播
2.4.3 多元高斯聲束疊加計(jì)算探頭發(fā)射聲場(chǎng)
2.4.4 應(yīng)用實(shí)例
2.5 離散點(diǎn)源法
2.5.1 DPSM的基本理論
2.5.2 應(yīng)用實(shí)例
2.6 彈性動(dòng)力學(xué)有限積分法
2.6.1 EFIT一般公式
2.6.2 非均質(zhì)介質(zhì)的網(wǎng)格離散
2.6.3 立用實(shí)例
2.7 有限差分法
2.7.1 差分格式
2.7.2 固體聲場(chǎng)方程的差分展開(kāi)
2.7.3 應(yīng)用實(shí)例
2.8 有限元法
2.8.1 有限元方程與求解
2.8.2 應(yīng)用實(shí)例
第3章 各向異性介質(zhì)中超聲波的傳播
3.1 各向異性介質(zhì)
3.2 多元高斯聲束疊加法
3.2.1 均質(zhì)各向異性介質(zhì)
3.2.2 多層各向異性介質(zhì)
3.3 瑞利積分法
3.4 射線(xiàn)追蹤法
3.4.1 步進(jìn)追蹤
3.4.2 計(jì)算實(shí)例
3.5 有限差分法
第4章 缺陷與結(jié)構(gòu)散射聲場(chǎng)
4.1 規(guī)則體的散射
4.1.1 空心圓柱散射
4.1.2 球形體散射
4.1.3 平面邊緣衍射
4.2 基于近似理論的散射模型
4.2.1 基爾霍夫近似
4.2.2 波恩近似
4.3 散射問(wèn)題的數(shù)值解
4.3.1 有限差分法
4.3.2 有限元法
4.3.3 邊界元法
4.3.4 彈性有限積分法
第5章 超聲表面波檢測(cè)
5.1 表面波的振動(dòng)與激發(fā)
5.1.1 表面波的振動(dòng)方程
5.1.2 表面波的激發(fā)源
5.2 半解析法
5.3 表面波的數(shù)值解
5.3.1 有限差分法
5.3.2 有限元法
第6章 超聲導(dǎo)波
6.1 頻散方程
6.1.1 板導(dǎo)波
6.1.2 管導(dǎo)波
6.1.3 各向異性介質(zhì)中的導(dǎo)波
6.2 模態(tài)分解法
6.3 有限元法
6.3.1 板導(dǎo)波
6.3.2 管導(dǎo)波
6.3.3 復(fù)雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)波
6.4 邊界元法
6.4.1 邊界元法和簡(jiǎn)正模態(tài)展開(kāi)法混合模型
6.4.2 應(yīng)用實(shí)例
6.5 半解析有限元法
6.5.1 SAFE理論
6.5.2 應(yīng)用實(shí)例
6.5.3 基于SAFE和互易原則的導(dǎo)波回波計(jì)算
第7章 超聲衍射時(shí)差檢測(cè)
7.1 TOFD檢測(cè)原理
7.2 GTD理論
7.2.1 衍射法則
7.2.2 邊緣衍射系數(shù)
7.3 聲線(xiàn)法
7.4 半解析法
7.4.1 背散射的簡(jiǎn)化
7.4.2 衍射模型瞬態(tài)公式
7.4.3 衍射與接收過(guò)程
7.5 有限元法
第8章 超聲相控陣
8.1 超聲相控延遲法則
8.2 半解析法
8.2.1 瑞利積分法
8.2. 2高斯法
8.3 數(shù)值法
第9章 生物組織中的超聲傳播
9.1 生物組織聲學(xué)特性
9.2 生物組織解析法分析
9.2.1 非均勻連續(xù)模型
9.2.2 分離散射子模型
9.2.3 分層介質(zhì)模型
9.3 骨骼的數(shù)值分析
9.4 多普勒法
第10章 超聲成像算法
10.1 彈性成像算法
10.2 傅里葉成像算法
10.3 合成孔徑算法
10.4 三維成像算法
第11章 計(jì)算超聲軟件及應(yīng)用
11.1 CIVA
11.1.1 軟件介紹
11.1.2 應(yīng)用情況
11.2 Imagine3D
11.2.1 軟件介紹
11.2.2 應(yīng)用情況
11.3 simSUNDT
11.3.1 軟件介紹
11.3.2 應(yīng)用情況
11.4 Vitual NDE
11.4.1 軟件介紹
11.4.2 應(yīng)用情況
11.5 超聲仿真的其他軟件
11.5.1 UTSIM
11.5.2 Wave3000 Pro
第12章 基于實(shí)時(shí)計(jì)算的超聲檢測(cè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
12.1 系統(tǒng)的框架與結(jié)構(gòu)
12.2 虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景模塊
12.2.1 虛擬場(chǎng)景構(gòu)建
12.2.2 虛擬超聲儀構(gòu)建
12.3 實(shí)時(shí)計(jì)算模塊
12.3.1 探頭發(fā)射聲場(chǎng)計(jì)算
12.3.2 聲場(chǎng)與缺陷相互作用
12.3.3 回波聲場(chǎng)計(jì)算
12.4 系統(tǒng)的應(yīng)用
12.4.1 系統(tǒng)培訓(xùn)功能
12.4.2 回波分析
12.4.3 檢測(cè)工藝驗(yàn)證
第13章 無(wú)損檢測(cè)可靠性分析
13.1 可靠性概率統(tǒng)計(jì)模型
13.1.1 hit/miss型數(shù)據(jù)模型
13.1.2 信號(hào)響應(yīng)型數(shù)據(jù)模型
13.1.3 95％置信下限
13.2 可靠性模型的參數(shù)估計(jì)
13.2.1 hit/miss型數(shù)據(jù)模型的參數(shù)估計(jì)
13.2.2 信號(hào)響應(yīng)型數(shù)據(jù)模型的參數(shù)估計(jì)
13.3 基于可靠性分析的檢測(cè)工藝評(píng)定與優(yōu)化
13.3.1 基于數(shù)值模擬的現(xiàn)場(chǎng)工藝可靠性評(píng)定
13.3.2 基于綜合參數(shù)分析的TOFD檢測(cè)工藝優(yōu)化
13.3.3 人員可靠性分析
13.4 風(fēng)險(xiǎn)指引型在役檢查
13.4.1 計(jì)算公式
13.4.2 數(shù)值算例
附錄1 瑞利積分計(jì)算聲場(chǎng)
附錄2 高斯法計(jì)算聲場(chǎng)
附錄3 基爾霍夫系數(shù)
附錄4 波恩系數(shù)
附錄5 GTD衍射系數(shù)
附錄6 相控陣
附錄7 信號(hào)響應(yīng)模型計(jì)算程序
附錄8 log-odds模型計(jì)算程序